高一物理必修一 自由落体运动
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自由落体运动
a
1
问题1：
物体从空中由静止开始下落，重 的下落得快还是轻的下落得快？
a
2
物体越重, 下落越快.
我反对你 的看法!
公元前4世纪的古希 腊哲学家
——亚里士多德
意大利物理学家 ——伽利略
a
3
伽利略的经典推理
a
4
实验与探究
——比比看，谁设计得多,设计得巧？
１、实验要求：以小组为单位设计实验，比较 两个物体在空中从同一高度从静止开始下落时 落地的快慢
S/t2(×1 3.7 3.5 3.4 3.6 3.8 03)
结论：s∝t2
a
19
方法2：图象法
S—t图象
180
160
140
120
0.04
100
0.08
0.12
80
0.16
60
0.2
40
20
0
a
20
猜想：物体做自由落体运动时，不是匀速直线运动， 而是一种变速直线运动，会是什么样的变速运动呢？ 会不会是简单的匀变速直线运动呢？
最大
a
25
北极g=9.832m/s2 赤道g=9.780m/s2
北京g=9.801m/s2 祁连g=？
a
26
自由落体运动的应用（一）
测当地的g
a
27
自由落体运动的应用（二）
测反应 时间
用一长刻度尺，记录下落位移， 根据自由落体运动规律和已知的 g值来计算反应时间t
a
28
如何测人的反应时间？
如图请一位同学用两个手指捏 住直尺顶端，你用一只手在直 尺下部做握住直尺的准备，但 手的任何部位都不要碰到直尺。 当看到那位同学放开手时，你 立即握住直尺，测出直尺降落 的高度，根据自由落体运动的 知识,就可算出你的反应时间。
２、实验器材：两枚相同的硬币，两张与硬币 大小一样的纸片，一个作业本以及一张从该作 业本上撕下来的纸
a
5
３、要求比较的种类：
①轻重不同的两个物体 ②轻重相同的两个物体
重的下落得快 轻的下落得快 下落得一样快
下落得一样快 下落快慢不一样
a
6
物体下落过程中的运动 情况与物体的质量无关。
a
7
问题2： 是什么因素导致物体下落
快慢不同？
物体所受阻力的大小不同？ 物体所受阻力的影响不同？
a
8
问题3：
比较两个物体的受力情况。
作业本
作业本中的一张纸
阻力F
阻力F
重力G
重力G
a
9
导致物体下落快慢不 同的原因是所受空气阻力 的影响不同。
a
10
比 萨 斜 塔 实 验
a
11
牛顿管
一端封闭，另一 端有开关的玻璃管， 里面装着形状和质量 都不同的铁片和羽毛。 只要把牛顿管竖起来, 铁片和羽毛就会同时 从静止开始下落。
a
17
实验与探研
6.0mm 22.2mm
50.0mm
94.0mm 153.8mm
a
18
S(mm) 6.0 22.2 50.0 94.0 153.8
t(s) 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20
T2(×10- 1.6 6.4 14.4 25.6 40.0 3)
a
方法1：计算法
S/t 150 262.5 317.8 587.5 768
a
29
自由落体运动的应用（三）
测高度 如何测量悬崖、峡谷的高度
a
30
a
31
Байду номын сангаас a
32
a
33
a
12
1971年，美国宇航 员斯科特在月球上让 一把锤子和一根羽毛 同时下落，观察到它 们同时落到月球表面。
a
13
物体仅在重力作用下，从静 止开始下落的运动，叫自由落体 运动。
※ 现实中，如果物体所受空气阻力远 小于重力（即影响很小），也可近似 认为只受重力作用。
※ 从同一高度同时作自由落体运动的 任何物体同时下地。
证明：假设自由落体运动是匀变速直线运动，则有：
avt v0 vt tt
所以 vt at
a
21
怎样求 平均速 度呢？
s vt
平均值 计算下列各式：
1+2+3+4+5+6= 166 21 2
2+4+6+8+10= 210530 2
110
1+2+4+5+8+10 633
2a
22
计算它们的平均值：
海拔高度越高，g越小；纬度越高，g越大。
※一般g=9.8m/s2
a
24
地点 纬度
赤道
0°
广州 23°06′
武汉 30°33′
上海 31°12′
东京 35°43′
北京 39°56′
纽约 40°40′
莫斯科 55°45′
北极 90°
重力加速(m· s-2) 特 点 9.780 最小 9.788
9.794 9.794 9.798 9.801 9.803 9.816 9.832
a
16
请讨论与交流：
大气层是我们地球生命赖以生存的屏障，每 天都有很多小陨石落入地球大气层中，但当它们 进入大气层后，由于空气的摩擦生热，绝大部分 小陨石还没有到达地面便已经烧毁。现在人类向 天空发射的飞行器、卫星等当超过一定使用年限 后，也让它们进入大气层烧毁。那么小陨石等进 入大气层后的运动是自由落体运动吗？
0，0.04a，0.08a，0.12a，0.16a，0.20a
v0
v00.20a0.10a
2
即v v0 vt 2
sv0vt tvt t1a2t 2 22
a
vt
返回
23
自由落体运动是初速度为0、加速度为g，的匀加
速直线运动。 自由落体运动规律：
vt
gt
g为重力加速度:
s 1 gt 2 2
※与物体的质量无关，由地理位置决定
a
14
问题4：
一张张开的纸片在空中从静止开始 下落能否被看成是自由落体运动？
你有什么方法能使纸片做自由落体 运动？
a
15
练习：
在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度 同时从静止开始下落，下列说法中正确的是（ C、D ）
A、重的石块先着地 B、轻的木块先着地 C、在着地前的任一时刻，二者具有相同的速度，相 同的位移 D、二者在下落这段时间内的平均速度相等
a
1
问题1：
物体从空中由静止开始下落，重 的下落得快还是轻的下落得快？
a
2
物体越重, 下落越快.
我反对你 的看法!
公元前4世纪的古希 腊哲学家
——亚里士多德
意大利物理学家 ——伽利略
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3
伽利略的经典推理
a
4
实验与探究
——比比看，谁设计得多,设计得巧？
１、实验要求：以小组为单位设计实验，比较 两个物体在空中从同一高度从静止开始下落时 落地的快慢
S/t2(×1 3.7 3.5 3.4 3.6 3.8 03)
结论：s∝t2
a
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方法2：图象法
S—t图象
180
160
140
120
0.04
100
0.08
0.12
80
0.16
60
0.2
40
20
0
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猜想：物体做自由落体运动时，不是匀速直线运动， 而是一种变速直线运动，会是什么样的变速运动呢？ 会不会是简单的匀变速直线运动呢？
最大
a
25
北极g=9.832m/s2 赤道g=9.780m/s2
北京g=9.801m/s2 祁连g=？
a
26
自由落体运动的应用（一）
测当地的g
a
27
自由落体运动的应用（二）
测反应 时间
用一长刻度尺，记录下落位移， 根据自由落体运动规律和已知的 g值来计算反应时间t
a
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如何测人的反应时间？
如图请一位同学用两个手指捏 住直尺顶端，你用一只手在直 尺下部做握住直尺的准备，但 手的任何部位都不要碰到直尺。 当看到那位同学放开手时，你 立即握住直尺，测出直尺降落 的高度，根据自由落体运动的 知识,就可算出你的反应时间。
２、实验器材：两枚相同的硬币，两张与硬币 大小一样的纸片，一个作业本以及一张从该作 业本上撕下来的纸
a
5
３、要求比较的种类：
①轻重不同的两个物体 ②轻重相同的两个物体
重的下落得快 轻的下落得快 下落得一样快
下落得一样快 下落快慢不一样
a
6
物体下落过程中的运动 情况与物体的质量无关。
a
7
问题2： 是什么因素导致物体下落
快慢不同？
物体所受阻力的大小不同？ 物体所受阻力的影响不同？
a
8
问题3：
比较两个物体的受力情况。
作业本
作业本中的一张纸
阻力F
阻力F
重力G
重力G
a
9
导致物体下落快慢不 同的原因是所受空气阻力 的影响不同。
a
10
比 萨 斜 塔 实 验
a
11
牛顿管
一端封闭，另一 端有开关的玻璃管， 里面装着形状和质量 都不同的铁片和羽毛。 只要把牛顿管竖起来, 铁片和羽毛就会同时 从静止开始下落。
a
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实验与探研
6.0mm 22.2mm
50.0mm
94.0mm 153.8mm
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S(mm) 6.0 22.2 50.0 94.0 153.8
t(s) 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20
T2(×10- 1.6 6.4 14.4 25.6 40.0 3)
a
方法1：计算法
S/t 150 262.5 317.8 587.5 768
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自由落体运动的应用（三）
测高度 如何测量悬崖、峡谷的高度
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30
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31
Байду номын сангаас a
32
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12
1971年，美国宇航 员斯科特在月球上让 一把锤子和一根羽毛 同时下落，观察到它 们同时落到月球表面。
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13
物体仅在重力作用下，从静 止开始下落的运动，叫自由落体 运动。
※ 现实中，如果物体所受空气阻力远 小于重力（即影响很小），也可近似 认为只受重力作用。
※ 从同一高度同时作自由落体运动的 任何物体同时下地。
证明：假设自由落体运动是匀变速直线运动，则有：
avt v0 vt tt
所以 vt at
a
21
怎样求 平均速 度呢？
s vt
平均值 计算下列各式：
1+2+3+4+5+6= 166 21 2
2+4+6+8+10= 210530 2
110
1+2+4+5+8+10 633
2a
22
计算它们的平均值：
海拔高度越高，g越小；纬度越高，g越大。
※一般g=9.8m/s2
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地点 纬度
赤道
0°
广州 23°06′
武汉 30°33′
上海 31°12′
东京 35°43′
北京 39°56′
纽约 40°40′
莫斯科 55°45′
北极 90°
重力加速(m· s-2) 特 点 9.780 最小 9.788
9.794 9.794 9.798 9.801 9.803 9.816 9.832
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请讨论与交流：
大气层是我们地球生命赖以生存的屏障，每 天都有很多小陨石落入地球大气层中，但当它们 进入大气层后，由于空气的摩擦生热，绝大部分 小陨石还没有到达地面便已经烧毁。现在人类向 天空发射的飞行器、卫星等当超过一定使用年限 后，也让它们进入大气层烧毁。那么小陨石等进 入大气层后的运动是自由落体运动吗？
0，0.04a，0.08a，0.12a，0.16a，0.20a
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v00.20a0.10a
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即v v0 vt 2
sv0vt tvt t1a2t 2 22
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自由落体运动是初速度为0、加速度为g，的匀加
速直线运动。 自由落体运动规律：
vt
gt
g为重力加速度:
s 1 gt 2 2
※与物体的质量无关，由地理位置决定
a
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问题4：
一张张开的纸片在空中从静止开始 下落能否被看成是自由落体运动？
你有什么方法能使纸片做自由落体 运动？
a
15
练习：
在忽略空气阻力的情况下，让石块和木块从同一高度 同时从静止开始下落，下列说法中正确的是（ C、D ）
A、重的石块先着地 B、轻的木块先着地 C、在着地前的任一时刻，二者具有相同的速度，相 同的位移 D、二者在下落这段时间内的平均速度相等